DE4031642A1 - In kaskade geschalteter zweistufiger differenzverstaerker - Google Patents
In kaskade geschalteter zweistufiger differenzverstaerkerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen in Kaskaden geschalteten,
zweistufigen Differenzverstärker, der sich zur Hoch
frequenzverstärkung und dergleichen in einem Tuner,
einem Modulater für eine TV/VTR-Einheit oder einen
CATV-(Gemeinschaftsantennenanlagen-)Umsetzer und der
gleichen eignet.
Fig. 3 zeigt einen Schaltplan eines bereits konzipierten
Differenzverstärkers für Hochfrequenzverstärkung, wie
er in einem Tuner für ein TV/VTR-Gerät verwendet wird.
Transistoren Q1 und Q2 bilden einen Differenzverstärker
in der vorausgehenden Stufe, in der die Basen dieser
Transistoren Q1 und Q2 mit Eingangsanschlüssen 1 bzw.
2 verbunden sind. Ein Transistor Q3 und ein Widerstand
R5 bilden eine Konstantstromquellenschaltung, die zwi
schen die gemeinsamen Emitter der Transistoren Q1 und
Q2 und Masse geschaltet ist. Weitere Widerstände R1 und
R2 liegen in Reihe zwischen einem Versorgungspannungs
anschluß 7 und Masse, und von dem Verbindungspunkt der
Widerstände R1 und R2 wird an den Transistor Q1 eine
Basisvorspannung gelegt. In ähnlicher Weise sind Wider
stände R3 und R4 in Reihe zwischen den Versorgungsspan
nungsanschluß 7 und Masse geschaltet, und von deren
Verbindungspunkt wird an den Transistor Q2 eine Basis
vorspannung gelegt. Die Kollektoren der Transistoren
Q1 und Q2 sind über Widerstände R6 bzw. R7 an den Ver
sorgungsspannunganschluß 7 angeschlossen.
Transistoren Q4 und Q5 bilden einen Differenzverstär
ker in der nachfolgenden Stufe, wobei die Basen der
Transistoren mit den Kollektoren der Transistoren Q1
bzw. Q2 verbunden sind. Ein Transistor Q6 und ein Wi
derstand Q10 bilden eine Konstantstromquellenschaltung,
die zwischen die gemeinsamen Emitter der Transistoren
Q4 und Q5 und Masse gelegt ist. Die Kollektoren der
Transistoren sind über Widerstände R7 bzw. R8 an den
Spannungsversorgungsanschluß 7 angeschlossen.
Wie aus der oben erläuterten Verschaltung klar er
sichtlich ist, bildet die Schaltung einen zweistufigen,
in Kaskade geschalteten Differenzverstärker, umfas
send einen Vorstufen-Differenzverstärker mit den Tran
sistoren Q1, Q2 und Q3 und den Widerständen R1, R2,
R3, R4, R6 und R9, dessen Eingänge die Eingangsan
schlüsse 1 und 2 sind, und wobei die Kollektoren der
Transistoren Q1 und Q2 als Ausgänge dienen, und einen
Folgestufen-Differenzverstärker mit Transistoren Q4,
Q5 und Q6 und den Widerständen R6, R7, R8, R9 und R10,
dessen Eingänge die Basen der Transistoren Q4 und Q5
sind, deren Kollektoren wiederum als Ausgänge dienen.
Die oben beschriebene Schaltung arbeitet wie folgt:
Wenn die Versorgungsspannung Vcc eingeschaltet wird, ergeben sich Spannungen an dem Verbindungspunkt der Widerstände R1 und R2 sowie an dem Verbindungspunkt der Widerstände R3 und R4, welche die Versorgungs spannung Vcc teilen. Diese Spannungen werden an die Basis des Transistors Q1 bzw. an die Basis des Tran sistors Q2 gelegt. Weiterhin gelangt die Spannung Vcc über den Widerstand R6 an den Kollektor des Transistors Q1 und über den Widerstand R9 an den Kollektor des Transistors Q2. Wenn nun die Kennlinien der Transi storen Q1 und Q2 identisch sind und die angelegten Basisvorspannungen einander gleichen, so sind auch die Emitterströme der Transistoren Q1 und Q2 einan der gleich, wobei die Stromstärke jeweils 1/2 des Kollektorstroms des Transistors Q3 ausmacht. Da der Transistor Q3 eine Konstantstromquelle darstellt, ist sein Kollektorstrom konstant, und die Stärke dieses Stroms bestimmt sich eindeutig durch die Spannung Vb1 (eine beliebige konstante Spannung), die an einen Anschluß 5 angelegt wird, und den Wi derstandswert des Widerstands R5.
Wenn die Versorgungsspannung Vcc eingeschaltet wird, ergeben sich Spannungen an dem Verbindungspunkt der Widerstände R1 und R2 sowie an dem Verbindungspunkt der Widerstände R3 und R4, welche die Versorgungs spannung Vcc teilen. Diese Spannungen werden an die Basis des Transistors Q1 bzw. an die Basis des Tran sistors Q2 gelegt. Weiterhin gelangt die Spannung Vcc über den Widerstand R6 an den Kollektor des Transistors Q1 und über den Widerstand R9 an den Kollektor des Transistors Q2. Wenn nun die Kennlinien der Transi storen Q1 und Q2 identisch sind und die angelegten Basisvorspannungen einander gleichen, so sind auch die Emitterströme der Transistoren Q1 und Q2 einan der gleich, wobei die Stromstärke jeweils 1/2 des Kollektorstroms des Transistors Q3 ausmacht. Da der Transistor Q3 eine Konstantstromquelle darstellt, ist sein Kollektorstrom konstant, und die Stärke dieses Stroms bestimmt sich eindeutig durch die Spannung Vb1 (eine beliebige konstante Spannung), die an einen Anschluß 5 angelegt wird, und den Wi derstandswert des Widerstands R5.
Andererseits wird die Spannung Vcc über die Wider
stände R6 und R9 an die Basen der Transistoren Q4
bzw. Q5 gelegt. Wenn jetzt die Widerstandswerte der
Widerstände R6 und R9 gleich groß sind, sind die
Kollektor-Gleichströme der Transistoren Q1 und Q2
gleich groß, so daß deshalb die Spannungsabfälle
an den Widerständen R6 und R9 gleich groß sind.
Demzufolge gleichen sich die Basisvorspannungen an
den Transistoren Q4 und Q5, und deren Amplitude
entspricht einem Wert, den man dadurch erhält, daß
man den Spannungsabfall am Widerstand R6 oder R9
von der Spannung Vcc substrahiert. Weiterhin wird
die Spannung Vcc über die Widerstände R7 und R8
an die Kollektoren der Transistoren Q4 bzw. Q5 ge
legt. Wenn die Kennlinien dieser Transistoren Q4
und Q5 identisch sind, sind ihre Emitterströme
gleich, und ihre Stärke beträgt 1/2 des Kollektor
stroms des Transistors Q6. Da der Transistor Q6
eine Konstantstromquelle bildet, ist sein Kollektor
strom konstant, und die Stärke dieses Stroms be
stimmt sich eindeutig durch die Spannung Vb2 (be
liebige konstante Spannung), die an einen Anschluß
6 angelegt wird, und den Widerstandswert des Wi
derstands R10.
Wenn bei dem oben erläuterten Gleichstrom-Arbeitszu
stand in die Anschlüsse 1 und 2 ein symmetriertes
Hochfrequenzsignal eingegeben wird, gelangen an die
Basen der Transistoren Q1 und Q2 Spannungen mit
entgegengesetzten Phasen. Demzufolge steigt die Ba
sisspannung des Transistors Q1 an, und sein Emitter
strom nimmt zu. Auf diese Weise sinkt die Basisspan
nung des Transistors Q2, dessen Emitterstrom abnimmt.
Wenn hingegen die Basisspannung des Transistors Q2
ansteigt und dessen Emitterstrom zunimmt, fällt die
Basisspannung des Transistors Q2 ab, und dessen
Emitterstrom wird schwächer. Da bei dem oben be
schriebenen Arbeitsablauf nun die Summe der Emitter
ströme der Transistoren Q1 und Q2 aufgrund der durch
den Transistor Q3 gebildeten Konstantstromquelle
stets konstant gehalten wird, fließen durch die
Emitter der Transistoren Q1 und Q2 Ströme, die eine
Phasendifferenz von 180° (entgegengesetzte Phase)
und die gleiche Amplitude haben. Demzufolge besitzen
die Kollektorströme der Transistoren Q1 und Q2 eben
falls einander entgegengesetzte Phasen, und folglich
wird ein verstärktes symmetriertes Hochfrequenzsignal
an den Kollektoren der Transistoren Q1 und Q2 ausge
geben.
Als nächstes wird das verstärkte symmetrierte Hoch
frequenzsignal von den Kollektoren der Transistoren
in dem Vorstufen-Differenzverstärker an die Basen der
Transistoren Q4 und Q5 gelegt. Auf diese Weise werden
Spannungen mit einander entgegengesetzten Phasen an
die Basen der Transistoren Q4 und Q5 gelegt. Wenn
demzufolge die Basisspannung des Transistors Q4 an
steigt und dessen Emitterstrom zunimmt, wird die Ba
sisspannung des Transistors Q5 geringer, und dessen
Emitterstrom wird schwächer. Da nun die Summe der
Emitterströme der Transistoren Q4 und Q5 aufgrund
der Wirkung der durch den Transistor Q6 gebildeten
Konstantstromquelle stets konstant gehalten wird,
fließen durch die Emitter der Transistoren Q4 und Q5
Ströme mit einer Phasendifferenz von 180° (mit entge
gegensetzten Phasen) und gleicher Amplitude.
Folglich besitzten auch die Kollektorströme der Tran
sistoren Q4 und Q5 entgegengesetzte Phasen, und wei
terhin wird ein verstärktes symmetriertes Hochfrequenz
signal an den Kollektoren der Transistoren Q4 und Q5
abgegeben.
Die oben erläuterte herkömmliche Schaltung weist fol
gende Unzulänglichkeiten auf:
- 1. Da für jede der Stufen des Differenzverstärkers eine Konstantstromquellenschaltung vorgesehen sein muß, ist der gesamte Schaltungsaufwand beträchtlich.
- 2. Da durch den Vorstufenverstärker und den Endstufen verstärker separat Arbeitsströme fließen, ist der Stromverbrauch beträchtlich, und es muß eine aus reichend bemessene Spannungsversorgung vorhanden sein. Damit geht eine beträchtliche Wärmeentwick lung einher.
Als Möglichkeit zum Verbessern der Verzerrung des Ver
stärkers ist es notwendig, den Arbeitsstrom der Tran
sistoren heraufzusetzen. Wenn eine solche Verstärkung
des Arbeitsstroms realisiert wird, werden die mit der
Wärmeentwicklung in Verbindung stehenden Probleme noch
deutlicher. Speziell bei ICs oder LSIs ergibt sich das
Problem des Wärmestaus aufgrund hoher Integrationsdich
te. Die Wärme läßt sich nur schwer ableiten.
- 3. Da der durch die Schaltung fließende Gesamtstrom in zwei Teile unterteilt wird, die durch den Vor verstärker und den Endverstärker fließen, ohne daß das Leistungsvermögen der Versorgungsspannungsquelle besonders groß ist, ist es unmöglich, einen zufrie denstellenden Arbeitsstrom zu erhalten, welcher die Verzerrungs-Kennlinien jedes der Verstärker opti miert. Folglich sind die für die Verzerrung maßgeb lichen Kennwerte schlecht.
Die vorliegende Erfindung geht von der oben aufgezeig
ten Situation aus, und ihr liegt die Aufgabe zugrunde,
einen in Kaskade geschalteten, zweistufigen Differenz
verstärker anzugeben, der sich durch einen einfachen
Schaltungsaufbau und geringe Verzerrung auszeichnet
und darüber hinaus in der Lage ist, die Wärmeentwick
lung weitestgehend zu unterdrücken.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die in den Ansprüchen
angegebene Erfindung. Der erfindungsgemäße Verstärker
enthält einen ersten und einen zweiten Transistor,
die einen Vorstufen-Differenzverstärker bilden, de
ren Emitter zusammengeschaltet sind; einen vierten
und einen fünften Transistor, die einen Endstufen-
Differenzverstärker bilden, deren Emitter zusammen
geschaltet sind; einen ersten Kondensator zwischen
dem Kollektor des ersten Transistors und der Basis
des dritten Transistors; einen zweiten Kondensator
zwischen dem Kollektor des zweiten Transistors und
der Basis des vierten Transistors; eine Konstantstrom
quellenschaltung zwischen dem gemeinsamen Emitter
des ersten und zweiten Transistors und Masse; und
eine erste und eine zweite Impedanzschaltung, die
in Reihe zwischen den Kollektoren des ersten und des
zweiten Transistors liegt, wobei der gemeinsame
Emitter des dritten und des vierten Transistors mit
dem Verbindungspunkt der ersten und der zweiten Im
pedanzschaltung verbunden sind.
Bei diesem Schaltungsaufbau entsteht ein erster
Strompfad, umfassend den dritten Transistor, den
ersten Transistor und die Konstantstromquellenschal
tung, sowie ein zweiter Strompfad, umfassend den
vierten Transistor, den zweiten Transistor und die
Konstantstromquellenschaltung. Durch Ausgleichen
der Kennlinien und der Arbeitsbedingungen der ent
sprechenden Transistoren ist es auf diese Weise
möglich, die Stärken der durch die Strompfade
fließenden Ströme einander anzugleichen. Deshalb
wird ein in die Vorverstärkerschaltung eingespeistes
symmetriertes Hochfrequenzsignal sukzessive durch
die Vorstufen- und die Endstufen-Verstärkerschaltung
verstärkt, ohne daß der symmetrierte Zustand beein
trächtigt wird.
Da außerdem Ströme mit einander entgegengesetzten
Phasen durch die Emitter des dritten und des vier
ten Transistors fließen, kompensieren sich ihre
Wechselstromanteile. Die Folge ist, daß der Verbin
dungspunkt der Emitter, das ist der Verbindungs
punkt der ersten und der zweiten Impendanzschaltung,
bezüglich der Hochfrequenzen äquivalent auf Masse
liegt. Demzufolge sind die Kollektoren des ersten
und des zweiten Transistors hochfrequenzmäßig über
die erste bzw. die zweite Impedanzschaltung auf
Masse gelegt. Auf diese Weise erhält man ein ver
stärktes symmetriertes Hochfrequenzsignal an den
Kollektoren des ersten und des zweiten Transistors,
und dieses symmetrierte Hochfrequenzsignal wird
über den ersten und den zweiten Kondensator an
die Basen des dritten und des vierten Transistors
gelegt. D. h. die Vorstufen- und die Endstufen-Ver
stärkerschaltung sind durch den ersten und den
zweiten Kondensator und die erste und die zweite
Impedanzschaltung gekoppelt.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfin
dung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zei
gen:
Fig. 1 einen Schaltplan einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verstärkers;
Fig. 2A bis 2H Schaltpläne konkreter Beispiele für
die Impedanzschaltungen Z1 und Z2 im
Ausführungsbeispiel nach Fig. 1; und
Fig. 3 einen Schaltplan einer bereits konzipier
ten Schaltung.
Fig. 1 zeigt einen Schaltplan der erfindungsgemäßen
Schaltung. Diejenigen Elemente, die in Fig. 3 gezeigt
sind, und die bereits besprochen wurden, tragen in
Fig. 1 die gleichen Bezugszeichen. Auf ihre nochmali
ge Erläuterung wird verzichtet.
Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von
der bereits konzipierten Schaltung in mehreren, im
folgenden angegebenen Punkten:
- 1. Zwischen den Widerstand R1 und den Versorgungsspan nungsanschluß 7 sowie zwischen den Widerstand R3 und den Spannungsversorgungsanschluß 7 sind Widerstände R13 bzw. R14 eingefügt. Mit deren Hilfe wird die Spannung Vcc von den Widerständen R2, R1 und R13 geteilt, und die so erhaltenen Spannungen werden an die Basen der Transistoren Q1 und Q4 als Vorspannun gen angelegt. In ähnlicher Weise werden die durch Teilen der Spannung Vcc mittels der Widerstände R4, R3 und R14 erhaltenen Spannungen als Vorspannungen an die Basen der Transistoren Q2 und Q5 angelegt.
- 2. Zwischen den Kollektor des Transistors Q1 und die Basis des Transistors Q4 ist ein Koppelkondensator C1 geschaltet, während zwischen den Kollektor des Transtistors Q2 und die Basis des Transistors Q5 ein Koppelkondensator C2 geschaltet ist. Weiterhin sind Impendanzschaltungen Z1 und Z2 in Reihe zwi schen die Kollektoren der Transistoren Q1 und Q2 gelegt, und der Verbindungspunkt dieser Impedanz schaltungen Z1 und Z2 ist an den gemeinsamen Emit ter der Transistoren Q4 und Q5 angeschlossen. Die Impedanzschaltungen Z1 und Z2 sind gleichstrom durchlassende Schaltungen mit identischen Kennlinien. Beispiele für die Impedanzschaltungen sind in den Fig. 2A bis 2H angegeben, in denen jeweils R einen Widerstand, C eine Kapazität, L eine Spule und l eine verteilte konstante Leitung bezeichnet.
Es gibt unterschiedliche Punkte zwischen der vorliegen
den Ausführungsform und der oben erläuterten, bereits
konzipierten Schaltung. Es ist ersichtlich, daß sich das
vorliegende Ausführungsbeispiel grob zusammensetzt aus
dem Vorstufendifferenzverstärker, welcher aus den Tran
sistoren Q1, Q2 und Q3 und den Widerständen R1, R2, R3,
R4, R13 und R14 (mit den Anschlüssen 1 und 2 als Ein
gänge und den Kollektoren der Transistoren Q1 und Q2
als Ausgänge) besteht, sowie dem Endstufendifferenz
verstärker, welcher aus den Transistoren Q4 und Q5
und den Widerständen R1, R2, R3, R4, R6, R8, R13 und
R14 (mit den Basen der Transistoren Q4 und Q5 als
Eingängen und deren Kollektoren als Ausgängen) be
steht, sowie einer Koppelschaltung, die aus den Kop
pelkondensatoren C1 und C2 und den Impedanzschaltungen
Z1 und Z2 besteht, welche zwischen die Ausgangsan
schlüsse des Vorstufendifferenzverstärkers und die
Eingangsanschlüsse des Endstufendifferenzverstärkers
geschaltet sind, wobei die gesamte Schaltung einen
Differenzverstärker bildet.
Im folgenden soll die Arbeitsweise dieser Ausführungs
form erläutert werden.
Zunächst soll der Arbeitsstrom jedes der Transistoren
betrachtet werden.
Wenn die Widerstandswerte der Widerstände R1, R2 und
R13, sowie diejenigen der Widerstände R3, R4 und R14
so festgelegt werden, daß die Basis-Vorspannung der
Transistoren Q4 und Q5 und die Basis-Vorspannung der
Transistoren Q1 und Q5 identisch sind, so haben sämt
liche durch die Transistoren Q1, Q2, Q4 und Q5
fließenden Basiströme gleich Stärke. Betrachtet man
die Strompfade, so gibt es zwei Pfade, nämlich einen
ersten Pfad Widerstand R7 → Transistor Q4 → Im
pedanzschaltung Z1 → Transistor Q1 → Transistor
Q3, und einen zweiten Weg Widerstand R8 → Transi
stor Q5 → Impedanzschaltung Z2 → Transistor Q2
→ Transistor Q3. Wenn die Kennlinien der Transi
storen Q1 und Q2 sowie diejenigen der Transistoren Q4
und Q5 identisch sind, sind, weil der Transistor Q3
eine Konstantstromquellenschaltung bildet, die Stär
ken der durch den ersten Weg und durch den zweiten
Weg fließenden Ströme einander gleich und entsprechen
1/2 des Kollektorstroms des Transistors Q3.
Wenn beim oben erläuterten Gleichstrombetrieb das
symmetrierte Hochfrequenzsignal in die Anschlüsse 1
und 2 eingespeist wird, werden in dem Vorstufendiffe
renzverstärker Spannungen mit entgegengesetzten Pha
sen an die Basen der Transistoren Q1 und Q2 gelegt.
Wenn also die Basisspannung des Transistors Q1 an
steigt und dessen Emitterstrom stärker wird, fällt
die Basisspannung des Transistors Q2 ab, und dessen
Emitterstrom wird schwächer. Wenn hingegen die Basis
spannung des Transistors Q2 zunimmt und dessen Emit
terstrom ansteigt, sinkt die Basisspannung des Tran
sistors Q1, und dessen Emitterstrom wird schwächer.
Da nun die Summe der Emitterströme der Transistoren
Q1 und Q2 durch die Wirkung der Konstantstromquellen
schaltung mit dem Transistor Q3 stets konstant gehal
ten wird, fließen durch die Emitter der Transistoren
Q1 und Q2 Ströme mit einer Phasendifferenz von 180°
(mit einander entgegengesetzten Phasen) und gleicher
Stromamplitude. Folglich besitzen die Kollektorströme
Q1 und Q2 einander entgegengesetzte Phasen, und an
diesen Kollektoren wird ein verstärktes symmetrier
tes Hochfrequenzsignal abgenommen.
Das in dem Vorstufendifferenzverstärker verstärkte
symmetrierte Hochfrequenzsignal gelangt an die Basen
der Transistoren Q4 und Q5 in dem Endstufendifferenz
verstärker, und zwar über die Koppelkondensatoren Z1
und Z2. Das Ergebnis: Da die Spannungen mit den einan
der entgegengesetzten Phasen an die Basen der Tran
sistoren Q4 und Q5 gelegt werden, steigt die Basis
spannung des Transistors Q4 an, und dessen Emitter
strom wird stärker. Dann nimmt die Basisspannung des
Transistors Q5 ab, und dessen Emitterstrom wird
schwächer. Wenn hingegen die Basisspannung des
Transistors Q5 ansteigt und dessen Emitterstrom
stärker wird, nimmt die Basisspannung des Transi
stors Q5 ab, und dessen Emitterstrom wird schwächer.
Da nun die Summe der Emitterströme der Transistoren
aufgrund der Wirkung der Konstantstromquellenschal
tung mit dem Transistor Q3 stets konstant gehalten
wird, fließen durch die Transistoren Q4 und Q5 Strö
me mit einer Phasendifferenz von 180° (mit entgegen
gesetzten Phasen) und derselben Stromamplitude. Folg
lich besitzen auch die Kollektorströme der Transisto
ren Q4 und Q5 entgegengesetzte Phasen, und an diesen
Kollektoren wird ein weiter verstärktes, symmetrier
tes Hochfrequenzsignal ausgegeben. Schließlich wird
dieses symmetrierte Hochfrequenzsignal über die An
schlüsse 3 und 4 abgeben.
Die Kopplung zwischen dem Vorstufendifferenzver
stärker und dem Endstufendifferenzverstärker soll
im folgenden betrachtet werden: Zunächst fließen
durch die Emitter der Transistoren Q4 und Q5 Strö
me mit einer Phasendifferenz von 180° (mit entgegen
gesetzten Phasen) und gleicher Stromamplitude, wie
es oben erläutert wurde. Folglich kompensieren sich
am Punkt A Hochfrequenz-Stromkomponenten gegensei
tig, und es fließt lediglich ein Gleichstrom. D. h.:
in der Kopplungsschaltung, die aus den Impedanz
schaltungen Z1 und Z2 und den Koppelkondensatoren
C1 und C2 besteht, kann der Punkt A hochfrequenzmäßig
als auf Masse liegend betrachtet werden. Damit sind
die Kollektoren der Transistoren Q1 und Q2 hochfre
quenzmäßig über die Impedanzschaltungen Z1 und Z2
auf Masse gelegt, und an den Kollektoren der Tran
sistoren Q1 und Q2 erhält man ein Hochfrequenz-
Ausgangssignal. Dieses Ausgangssignal wird über den
jeweiligen Koppelkondensator C1 bzw. C4 in die Ba
sen der Transistoren Q4 und Q5 des Endstufendiffe
renzverstärkers eingegeben. Auf diese Weise sind
der Vorstufendifferenzverstärker und der Nachfolge
stufendifferenzverstärker gekoppelt.
Weiterhin existieren in der oben beschriebenen Schal
tung zwei Pfade, ein erster und ein zweiter Pfad für
Arbeitsströme, und die Arbeitsströme in dem Vorver
stärker und dem Endverstärker verwenden jeweils die
Wege gemeinsam. Also befindet sich in der Schaltung
lediglich eine Konstantstromquellenschaltung für
die Vorstufe.
Weiterhin ist es in der oben beschriebenen Schaltung
unter der Bedingung, daß die Konstanten für die Kop
pelkondensatoren C1 und C2 und die Impedanzschaltungen
Z1 und Z2 einander gleichen, möglich, in geeigneter
Weise die Verstärkung, den Frequenzgang und die Ver
zerrung einzustellen, indem diese Konstanten in geeig
neter Weise gewählt werden, ohne die Symmetriekenn
werte des Verstärkers zu zerstören.
Durch die Erfindung lassen sich die nachfolgend an
gegebenen Effekte erzielen:
- 1. Da eine Konstantstromquellenschaltung ausreicht, vereinfacht sich der Schaltungsaufbau.
- 2. Der Stromverbrauch wird herabgesetzt aufgrund der Tatsache, daß Arbeitsströme gemeinsam in dem Vor- und dem Endstufendifferenzverstärker verwendet wer den, es erfolgt nur eine geringer Wärmeerzeugung, und aus diesem Grunde lassen sich auch zeitlich bedingte Schwankungen vermeiden. Die Auslegung als integrierte Schaltung ist deshalb sehr leicht mög lich.
- 3. Da die Verzerrungseigenschaften sich mit zunehmen dem Eingangspegel verschlechtern, sind Verzerrungen in dem Endstufenverstärker dominant gegenüber sol chen in dem Vorstufenverstärker. Durch Verwendung der Kopplungschaltung zwischen den beiden Stufen der erfindungsgemäßen Schaltung läßt sich jedoch eine gewünschte Verzerrungskennlinie erhalten, da der Eingangspegel des Nachfolgestufen-Differenzver stärkers auf einen geeigneten Pegel eingestellt werden kann. Obschon die Verzerrungskennlinie eines Verstärkers verbessert wird, gibt es, wenn die Ar beitsströme stärker werden, grundsätzlich Restrik tionen aufgrund des durch die Wärmeentwicklung ent stehenden Problems, und man kann den Strom nicht übermäßig stark verstärken. Da erfindungsgemäß der in der Schaltung verbrauchte Strom gemeinsam in der Vorstufe und der Endstufe des Differenzverstärkers verbraucht wird, kann man den durch jeden der Tran sistoren fließenden Strom erhöhen, um eine gute Ver zerrungskennlinie zu erhalten.
- 4. Man kann die Ausgangsimpedanz der Vorstufe mühelos an die Eingangsimpedanz der Nachfolgestufe anpas sen und damit das Frequenzband verbreitern. Dadurch lassen sich folglich gute Frequenzgänge erzielen.
Claims (1)
- In Kaskade geschalteter zweistufiger Differenz verstärker, umfassend:
einen ersten und einen zweiten Transistor (Q1, Q2), die einen Vorstufen-Differenzverstärker bilden und deren Emitter zusammengeschaltet sind;
einen dritten und einen vierten Transistor (Q4, Q5), die einen Nachfolgestufen-Differenzverstärker bilden und deren Emitter zusammengeschaltet sind;
einen ersten Kondensator (C1), der zwischen den Kollek tor des ersten Transistors (Q1) und die Basis des drit ten Transisotrs (Q4) geschaltet ist;
einen zweiten Kondensator (C2), der zwischen den Kollek tor des zweiten Transistors (Q2) und die Basis des vier ten Transistors (Q5) geschaltet ist;
eine Konstantstromquellenschaltung (Q3, R5), die zwi schen dem gemeinsamen Emitter des ersten und des zwei ten Transistors (Q1, Q2) und Masse liegt; und
eine erste und eine zweite Impedanzschaltung (Z1, Z2), die in Reihe zwischen den Kollektoren des ersten und des zweiten Transistors (Q1, Q2) liegt, wobei der ge meinsame Emitter des dritten und des vierten Transi stors (Q4, Q5) mit dem Verbindungspunkt (A) der ersten und der zweiten Impedanzschaltung (Z1, Z2) verbunden ist.
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